Введение к работе
Актуальность работы. В последнее время значительный интерес следователей и практиков, занимающихся проблемами экологии и абилизации полимеров, вызывают вопросы, связанные с ионообменными эоцессами в целлюлозе и происходящими при этом изменениями ее Тзуктурных и сорбционных свойств. Несмотря на многочисленные работы, эсвященные выше указанным проблемам, ряд вопросов касающихся ионного эмена, образования различных металлокомплексов в фазе полимера и их іияния на структуру целлюлозы остаются недостаточно разработанными и этому дискуссионными. Решение этих проблем требует применения таких эвременных физико-химических методов исследования, каковыми являются етоды магнитного резонанса, в частности, ЭПР и импульсный ЯМР, сличающиеся высокой чувствительностью, информативностью, полным «ранением исходной структуры исследуемых препаратов.
Цель работы заключалась в установлении закономерностей, возникающих матрице древесной целлюлозы в процессе ионного обмена и в проведении іализа влияния ионов меди (II) и марганца (II) на структуру, гидрофильные юйства и процесс термической деструкции биополимера
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
Изучение кинетики сорбции ионов Си2+ и Мп2+ из растворов эисталлогидратов на древесной целлюлозе, определение влияния рН среды, та целлюлозы на сорбционные процессы.
Исследование особенностей взаимодействия ионов Си2+ и Мп2+ с матрицей едлюлозы и установление состава и строение образующихся в фазе полимера еталлокомплексов методом ЭПР.
Влияние катионов Си2* и Мп2+ на структурно-сорбционные свойства ревесной целлюлозы.
Анализ временных релаксационных характеристик и расчет грмодинамических параметров системы ионообменная целлюлоза - вода с спользованием теории ЯМР-релаксации в мультифазных системах.
Зависимость кинетики процесса термической деструкции от вида атионной формы древесной целлюлозы.
Научная новизна. Методом ЭПР впервые определены состав и строение еталлоцентров в матрице целлюлозы, их зависимость от температуры, онцентрации парамагнитных ионов и рН среды. Обнаружено уплотнение адмолекулярной структуры целлюлозы, увеличение степени ристалличности в ее медной и марганцевой формах. Установлена корреляция езультатов, полученных методами сорбционного, термодинамического и ермического анализа при исследовании катионных форм древесной еллюлозы.
Практическая ценность работы. Полученные результаты могут был рекомендованы учебным и научно-исследовательским института* соответствующих специальностей, а также предприятиям, занимающиха химической переработкой целлюлозы и древесины. Изучение изменениі надмолекулярной структуры целлюлозы в процессе получения & ионообменных форм создает основу для разработки методов формировали; целлюлозных материалов с заранее заданными свойствами.
На защиту выносятся:
экспериментальные данные по кинетике сорбции ионов меди (II) і марганца (II) древесной целлюлозой, по влиянию рН среды и концентрацій растворов насорбционные процессы;
установленные методом ЭПР данные по формированию металлоцентро] Си2+ и Мп2+ в фазе полимера, их свойства;
- результаты исследований изменения надмолекулярной структурі:
катионных форм целлюлозы в процессе сорбции паров воды;
- установленные закономерности по влиянию вида катиона на процес
термической деструкции биополимера;
экспериментальные данные зависимости времен релаксациі ионообменных видов целлюлозы от их влагосодержания;
результаты термодинамического анализа состояния системі ионообменная целлюлоза- связанная вода.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и VI и VII Всероссийских конференциях «Структура и динамика молекулярны систем» (Йошкар-Ола, 1999-2000 гг.), на Всероссийских междисциплинарны конференциях «Вавиловские чтения» (Йошкар-Ола, 1999-2000 гг.), ежегодны научных конференциях МарГТУ (1998-2000 гг.).
По теме диссертации опубликовано б печатных работ.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, трех глаї
выводов и списка литературы. Она изложена на 130 страницах печатног
текста, содержит 34 рисунков, 10 таблиц, список литератур!
насчитывает 140 наименований.